(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210575218.4 (22)申请日 2022.05.25 (71)申请人 广东交通职业 技术学院 地址 510000 广东省广州市天河区天源路 789号 (72)发明人 蒋英礼　 (74)专利代理 机构 广州嘉权专利商标事务所有 限公司 4 4205 专利代理师 陈嘉乐 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/13(2020.01) G06K 9/62(2022.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01)G06T 17/20(2006.01) (54)发明名称 多模型融合的隧道施工风险预测方法、 系 统、 装置及 介质 (57)摘要 本发明提供的多模型融合的隧道施工风险 预测方法、 系统、 装置及介质， 该方法主要包括以 下步骤： 获取目标隧道的勘察信息以及基础信 息， 根据勘察信息以及基础信息构建目标隧道的 设计模型； 获取目标隧道的施工数据， 根据施工 数据构建目标隧道的实际施工模 型； 将设计模型 的模型数据进行融合得到第一融合数据， 将实际 施工模型进行融合得到第二融合数据， 根据第一 融合数据以及第二融合数据进行叠加分析， 得到 隧道变形偏差值； 根据变形偏差值进行风险预 测， 并将风险预测结果进行可视化显示； 方法可 以将数据统一进行分析处理， 节省人力物力， 并 且显著提高隧道工程管理效率， 保障隧道施工安 全， 可广泛应用于隧道工程 技术领域。 权利要求书2页 说明书9页 附图3页 CN 114997003 A 2022.09.02 CN 114997003 A 1.多模型融合的隧道 施工风险预测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 获取目标隧道的勘 察信息以及基础信 息， 根据所述勘 察信息以及所述基础信 息构建所 述目标隧道的设计模 型， 所述设计模型包括隧道 三维模型、 三维实景模型、 形地质三 维模型 以及有限元三维分析模型； 获取所述目标隧道的施工数据， 根据所述施工数据构建所述目标隧道的实际施工模 型， 所述实际施工模型包括 点云数据三维模型以及 BIM三维隧道实际模型； 将所述设计模型的模型数据进行融合得到第 一融合数据， 将所述实际施工模型进行融 合得到第二融合数据， 根据所述第一融合数据以及所述第二融合数据进行叠加分析， 得到 隧道变形偏差值； 根据所述变形偏差值进行风险预测， 并将风险预测结果进行 可视化显示。 2.根据权利要求1所述的多模型融合的隧道施工风险预测方法， 其特征在于， 所述将所 述设计模型的模型数据进 行融合得到第一融合数据， 将所述 实际施工模型进 行融合得到第 二融合数据， 根据所述第一融合数据以及所述第二融合数据进行叠加分析， 得到隧道变形 偏差值这一步骤， 包括 一下步骤至少之一： 确定所述目标隧道超欠挖偏差； 确定所述目标隧道的变形几何偏差 。 3.根据权利要求2所述的多模型融合的隧道施工风险预测方法， 其特征在于， 所述确定 所述目标隧道超欠挖偏差这 一步骤， 包括： 根据所述第 一融合数据提取得到隧道设计断面， 将所述隧道设计断面划分为第 一多边 形区域和第一圆弧区域； 根据所述第 一多边形区域的面积以及所述第 一圆弧区域的面积， 确定隧道设计断面面 积； 根据所述第 二融合数据提取得到隧道实际断面， 将所述隧道实际断面划分为第 二多边 形区域和第二圆弧区域； 根据所述第 二多边形区域的面积以及所述第 二圆弧区域的面积， 确定隧道实际断面面 积； 根据所述隧道设计断面面积与所述隧道实际断面面积的差值确定所述目标隧道超欠 挖偏差。 4.根据权利要求2所述的多模型融合的隧道施工风险预测方法， 其特征在于， 所述确定 所述目标隧道的变形几何偏差这 一步骤， 包括： 根据所述第二融合数据构建实测点云曲面， 并确定所述实测点云曲面中的第一坐标 点； 根据所述第 一融合数据构建设计模型曲面， 并确定所述设计模型曲面中至少三个第 二 坐标点； 根据所述第 二坐标点确定第 一目标平面， 确定所述第 一坐标点在所述第 一目标平面中 对应的第三 坐标点； 根据所述第一 坐标点与第三 坐标点的距离， 确定所述变形几何偏差 。 5.根据权利要求3所示的多模型融合的隧道施工风险预测方法， 其特征在于， 所述根据 所述变形偏差值进行风险预测， 并将风险预测结果进行可视化显示这一步骤， 包括以下步权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114997003 A 2骤至少之一： 根据所述目标隧道超欠挖偏差确定所述目标隧道存在超挖， 进行隧道补浆回填； 根据所述目标隧道超欠挖偏差确定所述目标隧道存在欠挖， 进行隧道凿除处 理。 6.根据权利要求4所述的多模型融合的隧道施工风险预测方法， 其特征在于， 所述根据 所述变形偏差值进行风险预测， 并将风险预测结果进行 可视化显示 这一步骤， 还包括： 根据所述变形几何偏差与 预设变形阈值确定风险预警等级， 根据 所述风险预警等级得 到所述风险预测结果。 7.根据权利要求1所述的多模型融合的隧道施工风险预测方法， 其特征在于， 所述获取 所述目标隧道的施工数据， 根据所述施工数据构建所述目标隧道的实际施工模型这一步 骤， 包括： 通过3D激光扫描仪和/或全站仪获取测量数据， 将所述测量数据进行坐标转换得到第 一中间数据； 将所述第一中间数据进行点云数据处 理得到所述 点云数据三维模型。 8.多模型融合的隧道 施工风险预测系统， 其特 征在于， 所述系统包括： 设计模型生成单元， 用于获取目标隧道的勘察信息以及基础信息， 根据所述勘察信息 以及所述基础信息构建所述 目标隧道的设计模型， 所述设计模型包括隧道三维模型、 三维 实景模型、 形地质三维模型以及有限元三维分析模型； 实际施工模型生成单元， 用于获取所述目标隧道的施工数据， 根据所述施工数据构建 所述目标隧道的实际施工模型， 所述实际施工模型包括点云数据三维模型以及BIM三维 隧 道实际模型； 偏差值计算单元， 用于将所述设计模型的模型数据进行融合得到第一融合数据， 将所 述实际施工模型进行融合得到第二融合数据， 根据所述第一融合数据以及所述第二融合数 据进行叠加分析， 得到隧道变形偏差值； 风险预测单元， 用于根据所述变形偏差值进行风险预测， 并将风险预测结果进行可视 化显示。 9.多模型融合的隧道 施工风险预测装置， 其特 征在于， 包括： 至少一个处 理器； 至少一个存 储器， 用于存 储至少一个程序； 当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行， 使得所述至少一个处理器运行如权 利要求1‑7任一项所述的多模型融合的隧道 施工风险预测方法。 10.一种存储介质， 其中存储有处理器可执行的程序， 其特征在于， 所述处理器可执行 的程序在由处理器执行时用于运行如权利要求 1‑7中任一项 所述的多模型融合的隧道施工 风险预测方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114997003 A 3